itasistenta blog

O suită de programe de birou (Office suite) este un set compact de aplicaţii folosite într-un cadru privat (home user) sau într-o organizaţie (business) pentru a prelucra diverse informaţii în scopul obţinerii rezultatului dorit. Componentele unei suite sunt de obicei distribuite împreună şi au o interfaţă cât mai prietenoasă (user friendly), atât cu elemente (butoane, comenzi, meniuri) comune, cât şi cu elemente specifice aplicaţiei respective. Există o strânsă legătură şi o interacţiune puternică între componentele unei suite de birou.

Componentele tipice ale unei suite de birou sunt:

• procesor de texte (word processor);
• program pentru calcul tabelar (spreadsheet);
• program pentru prezentări multimedia (presentation program);
• program de gestiune a bazelor de date (database);
• program pentru desenare (graphics suite);
• program pentru comunicaţii (communication);
• client poştă electronică (e-mail client);
• program pentru informaţii personale (personal information manager);
• aplicaţie pentru stocarea unor notiţe, comentarii sau observaţii (notetaking).

O clasificare a suitelor de aplicaţii tip Office după principalele caracteristici ar putea fi următoarea:
- sistemul de operare (Windows, Linux, Mac OS X, UNIX-BSD, Solaris etc.)
- tipul de licenţă (proprietar sau LGPL – Lesser General Public License, software care este gratuit, poate fi modificat şi redistribuit fără restricţii) şi eventual modul de activare a acesteia
- suport pentru formate populare de fişiere: Microsoft Office (.doc, .xls, .ppt), Office Open XML (.docx, .xlsx, .pptx), Open Document (.odt, .ods, .odp), RTF (Rich Text Format), WordPerfect etc.
- salvarea în alte formate precum HTML, PDF sau LaTeX
- costuri (freeware sau licenţe individuale/multiple)
- posibilitatea de actualizare online

PROCESOARE DE TEXTE

Editoarele de text erau folosite pentru introducerea şi modificarea textului, fără niciun fel de formatare, ci doar fişiere ASCII pure, de exemplu comenzile unor sisteme de operare (edit din MS-DOS, joe din Linux) sau editoarele înglobate în limbajele de programare de nivel înalt, utilizate pentru introducerea codului (Pascal, C/C++).

La începutul anilor ’80, programul WordStar deţinea supremaţia editoarelor de texte, lucrând doar în modul text, însă exista un control slab al poziţiei şi stilului textului, fără parte de grafică (tabelele şi chenarele erau realizate cu caractere speciale). WordStar a introdus noţiunile de fişier document (care conţinea informaţii despre formatarea textului) şi fişier non-document (fişier ASCII pur, fără informaţii despre formatarea textului).

Editor Wordstar for MS-DOS

Odată cu apariţia şi dezvoltarea mediului grafic de operare Windows, au apărut atât noi versiuni, din ce în ce mai performante, ale vechilor programe de editare text, cât şi noi programe care au dus la o concurenţă acerbă pe piaţă. Fie s-au dezvoltat editoarele incluse în sistemele de operare (exemplu Microsoft Notepad, Write sau Wordpad), fie au apărut aplicaţii de sine stătătoare (WordPerfect, Lotus Word Pro).

Editoarele de texte s-au transformat în procesoare de texte, pentru că, pe lângă editarea şi modificarea proprietăţilor textului, au apărut noi facilităţi: introducerea unor tipuri de obiecte, tehnica OLE (Object Linking and Embedding), macro-comenzi, interacţiuni cu reţeaua locală sau Internet. S-a instituit termenul WYSIWYG (What You See Is What You Get), acronim ce descrie un sistem în care imaginea de pe ecran va fi redată întocmai la ieşire (imprimantă, pagină Web, slide într-o prezentare). WYSIWYG implică abilitatea de a lucra direct cu layout-ul documentului şi cu elementele componente.

O altă categorie de programe, destinată de această dată profesioniştilor (tipografii, edituri) o constituie aplicaţiile DTP (Desktop Publishing). Acestea oferă un control mult mai riguros asupra poziţiei obiectelor în pagină, layout-uri, o mare varietate de corpuri de literă, rotirea şi scalarea textului, prelucrarea imaginilor, în general facilităţi specifice activităţii de tehnoredactare computerizată. Printre cele mai cunoscute aplicaţii DTP se numără QuarkX Press, Adobe PageMaker, Frame Maker, Corel Ventura Publisher.

PROCESOARE DE CALCUL TABELAR

Programele de calcul tabelar (“spreadsheet”) permit facilităţi importante precum:

• înregistrarea şi prelucrarea datelor sub formă tabelară
• calcule matematice, statistice, financiare, prelucrări de date numerice şi text
• construirea şi afişarea sub formă grafică a datelor din tabele
• sortarea şi filtrarea datelor
• generarea unor rapoarte
• lucrul cu baze de date
• automatizarea unor sarcini prin utilizarea macro-comenzilor

Generaţia programelor de calcul tabelar pentru PC a fost inaugurată de VisiCalc (1979) care a rulat pe computerul Apple II. Pentru sistemele tip DOS (Disk Operating System) piaţa a fost dominată de programul Lotus 1-2-3 (creat de Lotus la mijlocul anilor ’80). Un competitor pentru Lotus 1-2-3 a fost Quattro (creat de Borland).

Sistemul Windows a dus la apariţia unor versiuni pentru acesta: Lotus for Windows şi Quattro integrat în suita Corel Wordperfect Suite.

VisiCalc pe un computer Apple II

Lotus 1-2-3

PREZENTĂRI MULTIMEDIA

Un astfel de program este destinat expunerii informaţiilor (rapoarte, prezentarea unui produs, articole, proiecte etc.) în mod vizual, sub forma unei succesiuni de ecrane (pagini), succesiune denumită slide show. Prin conţinutul său de text, imagini, grafice, tabele, obiecte şi fişiere interconectate, prezentarea multimedia ajută (sau uneori chiar înlocuieşte) atât vorbitorul în expunerea ideilor, cât şi audienţa care poate înţelege mai uşor conceptele expuse.

Prezentarea poate fi afişată pe ecranul computerului, într-o reţea de calculatoare (sistem teleconferinţă) sau proiectată pe un ecran unei audienţe extinse, prin intermediul unui videoproiector sau a altor echipamente. Pentru distribuire, prezentarea se poate tipări (pe hârtie, folii transparente sau alte suporturi) sau se poate publica pe Web.

Un program pentru prezentări multimedia include de obicei următoarele componente:

• editor pentru introducerea şi formatarea informaţiilor (text, tabele, grafice, alte obiecte)
• modul pentru aplicarea unor efecte elementelor din prezentare (animaţii, sunete)
• sistem de afişare a prezentării pe ecran şi de control a derulării acesteia (temporizat, automat/manual)

Din punct de vedere istoric conceptul de prezentare a debutat la începutul anilor ’80, interesantă fiind evoluţia modurilor de expunere a prezentărilor:
- iniţial s-au folosit filme de 35 mm pe care se tipăreau diapozitivele şi apoi se afişau cu un proiector de diapozitive (“Slide Projector“)

Proiector diapozitive

- sfârşitul anilor ’80 a adus distribuirea prezentărilor pe dischete şi tipărirea lor pe folii transparente afişate printr-un aparat de proiecţie (“Overhead Projector“)

Proiector folii transparente (film)

- în prima parte a anilor ’90 s-au folosit ecrane LCD (“LCD Panels“) care se montau pe aparatul de proiecţie, ca un prim pas în eliminarea foliilor transparente. Elementele multimedia în mişcare puteau acum fi folosite în prezentări deoarece ecranul LCD (Liquid Crystal Display) se conecta la ieşirea plăcii video şi reda imaginea de pe monitor

Ecran LCD Panel

- de la sfârşitul anilor ’90 videoproiectoarele (“Video projector“) au cucerit piaţa prezentărilor multimedia. Rezoluţia mare, luminozitatea ridicată, lipsa consumabilelor, mobilitatea şi uşurinţa în instalare sunt principalele lor avantaje.

Videoproiector

GESTIUNEA INFORMAŢIILOR PERSONALE

Un program pentru gestiunea informaţiilor personale (PIM – Personal Information Manager) funcţionează ca un organizator care planifică, înregistrează şi gestionează diferite tipuri de informaţii personale:

• mesajele de poştă electronică (e-mail) şi mesaje instant;
• date ale unor evenimente importante (aniversări, zile de naştere, programări şi întâlniri);
• liste de sarcini;
• agende cu date de contact;
• alerte şi memento-uri;
• jurnale şi note personale;
• transmisii de fax şi voce.

Printre funcţiile pe care le poate realiza o aplicaţie PIM complexă se numără:

• client e-mail pentru gestiunea mesajelor de poştă electronică;
• calendar pentru managementul timpului şi organizarea activităţilor personale sau la serviciu;
• agendă electronică (Address book) cu nume, adresă poştală, adresă e-mail şi alte date de contact, cu posibilitatea de import/export din/în formate comune precum .rtf, .ldif (LDAP Data Interchange Format), tab delimited (.txt, .tab), Comma-separated (*.csv) sau vCard (*.vcf);
• gestiunea sarcinilor (task) şi a activităţilor individuale (pe persoană) sau comune (în echipă);
• sincronizarea (actualizarea datelor) cu un PIM compatibil, instalat pe un alt calculator (desktop sau portabil) sau pe un PDA (Personal Digital Assistant)/smartphone printr-o reţea locală/Internet;
• stocarea online a datelor pentru aplicaţiile Web, astfel încât este posibilă gestionarea acestora prin Internet de oriunde.

Exemple de aplicaţii PIM:

• open-source: Kontact (Linux), Mozilla Calendar Project (Linux, Solaris, Mac OS X, Microsoft Windows, OS/2), ical (UNIX)
• incluse în sisteme de operare: Windows Calendar, Windows Contacts (Windows Vista), Kontact (KDE), iCal (Mac OS)
• freeware: Palm Desktop (Windows), aplicaţii online (Google Calendar, Yahoo! Calendar, Windows Live Calendar)
• comerciale: Lotus Notes, Lotus Organizer, Microsoft Office Outlook

Cuprins:

1. Gestiunea datelor într-un birou folosind suite Office
2. Principalele suite Office: Microsoft Office, OpenOffice.org, StarOffice, Microsoft Works, Corel WordPerfect Office, KOffice / Calligra, suite Office online (Google docs)
3. Suita Microsoft Office (Word, Excel, Powerpoint, Outlook). Caracteristici generale.
4. Microsoft Word 2003 – prezentare
5. Microsoft Excel 2003 – prezentare
6. Microsoft Powerpoint 2003 – prezentare

MS-DOS

MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) a fost lansat în 1981 de către firma Microsoft, iar în 1985 a devenit standardul sistemelor de operare pe microcalculatoare cu microprocesoare pe 16 biţi. A fost proiectat în principal să execute un singur program pentru un singur utilizator (sistem de operare monoutilizator, monotasking, monoprocesor).

Sistemul este format din următoarele fişiere:
- fişierul IO.SYS utilizat la iniţializarea calculatorului. Nucleul sistemului de operare poate accesa serviciile BIOS-ului prin intermediul procedurilor din IO.SYS.
- Kernel: fişierul MSDOS.SYS – are rolul de a gestiona procesele, memoria şi sistemul de fişiere, ca şi interpretarea tuturor apelurilor de sistem.
- Shell: fişierul command.com

Conceptele de bază utilizate sunt: fişier, director, unitate, cale, prompt şi specificator de fişier.

Fişierul (“file”)
Este colecţie de informaţii (date de prelucrat, programe, comenzi, texte, etc.) omogenă din punct de vedere al naturii, precum şi al cerinţelor de prelucrare, organizată după reguli bine determinate şi memorată pe un suport de pe care pot fi citite automat de calculator în timpul prelucrării.

Orice fişier are un nume alcătuit din două părţi:

- numele propriu-zis – obligatoriu – numele după care poate fi identificat fişierul;
- extensia sau tipul – opţional – şir de caractere alcătuit din unu până la trei caractere (pentru sistemul MS-DOS) sau mai multe caractere pentru sistemele de operare pe 32 de biţi. Extensia trebuie să se separe de numele propriu-zis prin caracterul special punct “.”

Directorul (“directory”)
Este un concept fundamental pe care se bazează organizarea memoriei externe a PC-urilor pe niveluri ierarhice arborescente pentru gestionarea fişierelor pe dischete sau discuri. Directorul care conţine subdirectori se numeşte director de origine sau director părinte.

Unitatea (“device”)

Reprezintă un echipament periferic identificat printr-un nume simbolic de dispozitiv. Numele de dispozitiv pentru unităţile de disc magnetic constă dintr-o literă urmată de caracterul special două puncte (:); de exemplu litera A: identifică unitatea de dischetă, litera C: identifică o partiţie logică de pe hard-disk, iar F: poate identifica o unitate optică (CD-ROM, DVD-ROM).

Cale (“path”)

Atunci când se folosesc directori multinivel, la MS-DOS este necesar să se precizeze unde sunt situate fişierele în sistemul de directori de pe discul implicit, folosind în acest scop o cale (path). O cale este o secvenţă de directori separaţi prin caracterul special “\” (backslash), secvenţă ce trebuie parcursă pentru a ajunge la directorul care conţine fişierul.

Sintaxa generală este următoarea:

[\nume_director_1][\nume_director_2...]\nume_director_n

Un nume de cale este o cale urmată de un nume de fişier, având sintaxa următoare:

[\nume_director_1][\nume_director_2...]\nume_fişier

WINDOWS

Este un sistem de programe şi comenzi conceput şi dezvoltat pe un mediu de interfaţă grafică de utilizator (GUI – Graphical User Interface) care se pot selecta, instala şi executa pe calculatoare personale, în funcţie de configuraţiile hardware disponibile şi de cerinţele utilizatorilor.

MS-DOS / 9x: 1.0 • 2.0 • 3.0 • 3.1x • 95 • 98 • Me
NT: NT 3.1 • NT 3.5 • NT 4.0 • 2000 • XP • Vista • Windows 7

• Windows 95 lansat în 1995 integrează MS-DOS (versiunea 7.0) şi Windows într-un singur produs. A cunoscut în 1-2 ani de la lansare, cel mai mare succes dintre toate sistemele de operare Este un sistem de operare hibrid, rulând aplicaţii pe 16 şi 32 biţi. Suportă nume lungi de fişiere.
• Windows 98 (1998) şi Windows 98 Second Edition (SE, 1999) îmbunătăţesc seria Windows 95 (suport USB îmbunătăţit, Internet Connection Sharing, Netmeeting 3.0, suport pentru DVD-ROM) şi mai ales introduc Internet Explorer 5.0
• Windows Millennium Edition (Me, 2000) a preluat multe caracteristici ale Windows 2000, fiind totuşi destinat segmentului home-user şi neavând un foarte mare succes (în circa 1 an a fost înlocuit de Windows XP). Windows Me include Internet Explorer 5.5, Windows Media Player 7 şi un nou software pentru editare video, Windows Movie Maker. Introduce System Restore, System File Protection (pentru a evita modificarea sau coruperea fişierelor sistem), UPnP (suport universal pentru dispozitive Plug and Play) şi Automatic Updates (instalarea unor update-uri de pe site-ul Microsoft).
• Windows NT (New Tehnology) este o familie de sisteme de operare destinate mediului business, spre deosebire de seria 9x destinată consumatorilor uzuali. S-a dorit a fi un sistem independent de procesor (versiuni atât pentru Intel 386, cât şi pentru procesoare RISC gen Alpha, Power PC, MIPS sau SPARC), multiuser, multitasking, cu facilităţi comparabile cu ale sistemului de operare UNIX. Windows NT a fost primul sistem Windows complet pe 32 biţi. Apărut iniţial în anul 1992 (versiunea 3.1), a evoluat până la versiunea 4.0 (1996), existând variante atât pentru Server, cât şi pentru Workstation.
• Windows 2000 (Win2k sau NT 5.0, apărut în anul 2000) oferă o stabilitate ridicată şi siguranţă sporită a datelor, sistem de criptare a fişierelor, îmbunătăţeşte sistemul de partajare – sharing – al fişierelor.
• Windows XP (eXPerience, 2001) este destinat atât sistemelor business (varianta Professional), cât şi utilizatorilor de acasă (Home Edition).
• Windows Vista a fost lansat oficial publicului în luna ianuarie 2007 şi conţine numeroase schimbări şi îmbunătăţiri: interfaţa grafică, modul de afişare a elementelor, Internet Explorer 7, Media Player 11, DVD Maker etc.
• Windows 7 a fost lansat în perioada iulie-octombrie 2009 ca urmaş (actualizare) pentru Windows Vista (compatibil cu toate driverele, aplicaţiile şi echipamentele hardware specifice versiunii Vista).

Windows XP

Câteva dintre noutăţile şi îmbunătăţirile aduse de Windows XP faţă de versiunea Windows precedentă, Windows ME:

• Securitate ridicată – protejarea fişierelor  importante, informaţiilor, activităţii pe Internet şi confidenţialitatea, prin Internet Connection Firewall;
• Administrare şi implementare mult uşurate - asigură o administrare avansată, prin implementarea unor instrumente care fac sarcina administratorilor mai uşoară.
• Foldere comprimate (Compressed Folders) – permite copierea de fişiere şi directoare într-un director comprimat, ceea ce are ca efect comprimarea acestora, reducându-se spaţiul ocupat pe disc.
• Refacerea sistemului (System Restore) – evidenţa modificărilor fişierelor sistem permite refacerea informaţiilor esenţiale salvate în diverse momente (puncte de restaurare).
• Actualizare automată (Automatic Update) - serviciul permite actualizare automată a sistemului de operare prin intermediul conexiunii Internet.
• Comunicare sporită – Windows Messenger şi conferinţe online (Microsoft NetMeeting) permit colaborarea directă, folosind programul de comunicare interactivă cu text, audio sau video.
• Mobilitate – Remote Desktop permite accesarea calculatorului de la distanţă, prin intermediul conexiunii la reţea.
• Logarea utilizatorilor – Fast User Switching permite comutarea între utilizatori fără a obliga un utilizator să închidă toate aplicaţiile care rulează şi să încheie sesiunea înainte de conectarea celuilalt utilizator.
• Sistem de asistenţă îmbunătăţit – programe gen wizard atât pentru rezolvarea unor probleme, cât şi pentru implementarea unei reţele locale  Network Connection Wizard  sau conectarea la Internet Internet Connection Wizard.
• CD Burning permite salvarea informaţiilor pe CD asemănător salvării pe dischete sau disc magnetic.
• Partajarea (share) diverselor tipuri de resurse – dispozitive (fax, imprimante), fişiere sau conexiunea Internet
• Facilităţi multimedia
  • ataşarea unor echipamente precum camere Web, scannere sau dispozitive ataşabile
  • Media Player 9 cu suport pentru diverse formate audio/video
  • Movie Maker 2 pentru editare video

• Acces şi navigare pe Internet facile (Internet Explorer 6 este inclus în Windows XP) şi includerea programului Outlook Express 6.0 pentru citirea şi gestionarea e-mail-ului.

Windows 7

Windows 7 există în 6 versiuni (ediţii): Starter, Home Basic, Home Premium, Professional, Enterprise şi Ultimate. Ce aduce nou versiunea Windows 7 faţă de Vista:

• Îmbunătăţirea interactivităţii – comenzi prin atingerea ecranelor senzitive, conversii din scriere de mână sau vorbire;
• Creşterea performanţelor pe procesoare multi-core;
• Proces de boot mai rapid;
• Îmbunătăţirea kernel-ului;
• O nouă versiune a Windows Media Center;
• Schimbări în interfaţa vizuală referitoare la bare de instrumente, butoane, poziţionare şi funcţionalitate.

Reprezintă o structură de memorare, aranjare şi regăsire a fişierelor şi directoarelor de pe un disc. Sistemul de fişiere se caracterizează prin:

- structură ierarhică: organizarea este arborescentă, cu un director rădăcină (root) la care se conectează fişiere, alte directoare sau legături. Fişierele pot fi privite ca “frunze”, iar directoarele ca “noduri” ale acestui arbore. Un director poate conţine fişiere sau alte subdirectoare.

- independenţa faţă de hardware-ul sistemului de calcul: fişierele sunt privite ca succesiuni de octeţi legate între ele în funcţie de modul de organizare a datelor pe disc

- flexibilitate: oricând este posibilă ştergerea unui fişier (“frunză”) sau subdirector (“nod”) din acest arbore sau inserarea unei noi sub-structuri arborescente.

FAT (File Allocation Table)

A apărut în anul 1981, odată cu prima versiune a sistemului MS-DOS (Disk Operating System), aflat sub patronajul Microsoft şi distribuit împreună cu calculatoarele personale tip IBM-PC.

FAT12 – Este destinat unităţilor floppy-disk şi hard-disk-urilor de capacităţi mici (sub 16 MB).

FAT16 – A apărut odată cu sistemul de operare MS-DOS 3.0, ulterior noului calculator IBM PC AT (Advanced Technology) – 1984 – care avea hard-disk de 20 MB.

VFAT – Virtual FAT a apărut ca driver în sistemul Windows 95 (1995) pentru a asigura accesul aplicaţiilor specifice Windows 95 la fişiere cu nume lungi (LFN – Long File Name, maxim 255 caractere) ce nu puteau fi gestionate de sistemul de fişiere FAT.

Totuşi, VFAT a apărut înaintea Windows 95, în Windows for Workgroups 3.1, doar pentru implementarea accesului pe 32 biţi la fişiere, unde lucra în modul protejat împreună cu VCACHE (driver pentru realizarea memoriei cache a discului).

FAT32 – Permite atât gestionarea fişierelor cu nume lungi, cât şi o optimizare a spaţiului ocupat de fişierele mici pe disc, prin micşorarea dimensiunii cluster-ului.
Exemplu: o partiţie de 2 GB pe sistemul FAT16 va avea 65.526 clustere (2¹⁶ fără câteva valori rezervate) de câte 32 KB (64 sectoare), iar pe sistemul FAT32, 524.208 clustere de câte 4 KB (8 sectoare). Un fişier de 3 KB va “risipi” 29 KB pe sistemul FAT16 şi doar 1 KB pe sistemul FAT32.

exFAT – În 2008, Microsoft introduce sistemul de fişiere FAT64 (exFAT) în special pentru memorii flash; Windows Vista SP1 aduce suport pentru acest sistem de fişiere ce permite dimensiunea maximă a unui fişier de 16 exabytes (1 EB = 2⁶⁰ B).

NTFS (New Technology File System)

Este un sistem de fişiere dezvoltat pentru Windows NT 3.1 (la mijlocul anului 1993) şi dezvoltat ulterior la versiunile 1.2 (cunoscut şi ca NTFS 4.0 pentru Windows NT 3.5 şi 4.0), NTFS 5.0 (Windows 2000), NTFS 5.1 (Windows XP), NTFS 5.2 (Windows Server 2003), NTFS 6.0 (Windows Vista, Windows Server 2008).

Microsoft preferă sistemul de fişiere NTFS faţă de FAT datorită următoarelor avantaje:

• foloseşte adrese de disc de 64 de biţi;
• poate suporta partiţii de până la 2⁶⁴ bytes;
• oferă posibilitatea folosirii caracterelor Unicode în numele de fişiere, maxim 255 de caractere, inclusiv spaţii şi puncte;
• permite indexare generală a fişierelor;
• fiabilitate – oferă un mecanism îmbunătăţit pentru transferul fără pierderi a datelor, îmbunătăţirea toleranţei la defectări şi recuperare a datelor, suportă hard-diskuri în matrici RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks)
• suport îmbunătăţit pentru hard-disk-uri mari
• optimizarea spaţiului ocupat pe disc (utilizarea altei metode de alocare a spaţiului pentru fişiere şi evitarea pierderii spaţiului de stocare – “slack” – existentă la FAT)
• suport îmbunătăţit pentru metadata (fişierele metadata sunt structuri de date localizate în MFT folosite de NTFS pentru accesul şi managementul fişierelor). Acest sistem de fişiere se bazează pe principiul „totul este fişier”. Astfel, descriptorul de volum, informaţia de boot, înregistrări ale sectoarelor defecte etc. sunt toate stocate în fişiere.
• managementul spaţiului ocupat de date (disk quota) – administratorul sistemului poate monitoriza şi limita spaţiul ocupat de fişierele unui utilizator sau grup de utilizatori
• compresia datelor
• implementarea unui mecanism pentru inserarea punctelor de montare (Reparse Points)
• menţinerea unui jurnal la nivel de partiţie care să monitorizeze operaţiile efectuate asupra fişierelor şi directoarelor
• asigură defragmentarea discului

La nivel de securitate, NTFS aduce câteva elemente noi, care nu existau la sistemul de fişiere FAT:

• Liste de control al accesului (ACL - Access Control List) conţin informaţii care definesc pentru fiecare utilizator sau grup de utilizatori drepturile pe care le au asupra unui fişier;
• Criptarea datelor pentru a restricţiona accesul la anumite fişiere numai al utilizatorilor autorizaţi;
• Stabilirea unor permisiuni (drepturi de acces): Read, Write, Execute, Delete, Change Permissions, Take Ownership.

EXT (Extended File System)

Ext este un sistem de fişiere realizat în 1992 special pentru sistemul de operare Linux. Au urmat versiunile 2 (1993), 3 (1999) şi 4  (lansată preliminar la sfârşitul anului 2006 şi ca variantă stabilă în 2008).

EXT2 (Second Extended)

Spaţiul este împărţit în blocuri şi organizat sub formă de grupuri de blocuri în scopul reducerii fragmentării datelor şi minimizarea căutărilor (disk seek) la citirea unei mari cantităţi de date consecutive. Fiecare grup de blocuri conţine:
- un superbloc (metainformaţii esenţiale şi statistici despre sistemul de fişiere);
- un descriptor de grup, cu informaţii despre grupul de blocuri, inode şi începutul tabelei de inoduri pentru fiecare grup de blocuri;
- blocuri de date (conţinutul efectiv al fişierelor).

Un inode identifică în mod unic un fişier de pe disc şi deţine informaţii despre acesta (uid – user id, gid – group id, drepturi de acces – Read, Write, eXecute, lungime, timpi de acces / modificare, numărul de legături, pointeri la blocurile de date).

EXT3 (Third Extended Filesystem)

EXT3 este compatibil cu sistemul de fişiere EXT2, adăugând facilitatea de jurnalizare (o metodă de recuperare mai bună a datelor în caz de oprire necorespunzătoare a sistemului, prin introducerea unui jurnal care va fi analizat şi corectat pentru a reface sistemul de fişiere, în locul verificării fişierelor propriu-zise).

EXT4 (Fourth Extended Filesystem)

Aduce numeroase îmbunătăţiri formatului ext3:
- suportă partiţii de până la 1 exbibyte (EiB, 1 EiB=1024 GiB) şi fişiere cu dimensiunea până la 16 tebibytes (TiB);
- înlocuieşte modelul pe blocuri folosit de sistemele de fişiere ext2 sau ext3 cu un format extins care îmbunătăţeşte lucrul cu fişiere mari şi reduce fragmentarea (format folosit şi la NTFS);
- compatibilitate cu ext 3 şi ext2;
- pre-alocarea spaţiului pe disc necesar unui fişier, astfel încât se garantează atât spaţiul alocat, cât şi (în general) continuitatea spaţiului;
- foloseşte tehnica de “alocare întârziată” a blocurilor până când datele vor fi efectiv scrise pe disc, faţă de alte sisteme de fişiere care alocă aceste blocuri înainte. Prin această tehnică creşte performanţa sistemului şi se reduce fragmentarea.
- creşterea numărului de subdirectoare, de la 32.000 (în ext3) la 64.000;
- checksum pentru jurnale;
- verificare mai rapidă a datelor stocate (aplicaţia de verificare e2fsck va sări peste spaţiile nealocate).

Alte sisteme de fişiere

• CP/M (Control Program for Microcomputers, 1974, sistemul de operare CP/M, creat pentru procesoare pe 8 biţi tip Intel 8080)
• HPFS (High Performance File System, 1988, sistemul de operare OS/2)
• MFS, HFS (Macintosh File System, Hierarchical File System, 1984, 1985, Mac OS – Apple Computer)
• UFS (UNIX File System, 1994, folosit de FreeBDS, NetBSD, OpenBSD, Solaris)
• ISO 9660 (International Organization for Standardization, 1988) – standard pentru sistemul de fişiere de pe discuri CD-ROM sau DVD-ROM. O extensie a acestui standard, denumită Joliet, aduce suport pentru nume lungi de fişiere şi seturi de caractere non-ASCII.
• UDF (Universal Disk Format, 1996, cunoscând numeroase versiuni de atunci) este un alt sistem de fişiere folosit pentru medii optice (re)-writable, fiind un înlocuitor pentru ISO 9660. UDF este utilizat în special pentru DVD-ROM, oferind un suport mai bun mediilor de stocare de mare capacitate şi urmând cerinţele sistemelor de operare moderne.

După numărul de utilizatori:

• mono-utilizator
• multi-utilizator

Aceste sisteme de operare permit mai multor utilizatori să folosească sistemul în acelaşi timp şi să execute programele în mod simultan. În această categorie putem include sistemele de operare din familiile UNIX, Linux şi Windows.

După numărul procesoarelor utilizate:

• mono-procesor
• multi-procesor

Sunt sistemele de operare care permit utilizarea mai multor procesoare. Sistemele de operare incluse în această categorie sunt: UNIX, Linux, Windows NT/2000/XP.

După posibilitatea de a executa mai multe sarcini (task) simultan:

• mono-tasking
• multi-tasking – execuţia în paralel a mai multor sarcini (procese) este realizată prin alternarea accesului exclusiv la o anumită resursă critică. Nucleul sistemului de operare trebuie să asigure partajarea timpului între programele ce se execută şi gestiunea alocării resurselor sistemului. Procesul activ poate ceda singur resursa utilizată unui alt proces în aşteptare (multitasking cooperant) sau sistemul de operare gestionează procesele prin utilizarea unui algoritm de programare a execuţiei – anumite procese sunt preferate altora (multitasking preemptiv).

După modul de execuţie a firelor de execuţie (thread) ale programelor:

• mono-threading
• multi-threading – permit rularea mai multor fire de execuţie ale aceluiaşi proces fie prin partajarea procesorului, fie prin folosirea mai multor procesoare. Un fir de execuţie partajează aceeaşi zonă de memorie cu alte fire de execuţie ale aceluiaşi proces

După numărul sistemelor de calcul implicate în execuţie:

• sisteme distribuite
• sisteme centralizate

După 1980, odată cu apariţia primelor reţele de calculatoare, au început să se folosească sistemele de operare în reţea sau sistemele de operare distribuite, ca o completare a sistemelor de operare centralizate (care mai sunt cunoscute ca sisteme de operare monoprocesor).

După modul de interacţiune cu utilizatorul:

• consolă
• interfaţă grafică (GUI – Graphical User Interface) – sunt sistemele de operare care au capacitatea de a utiliza mouse-ul prin intermediul unei interfeţe grafice.

La nivelul unui sistem de calcul există două categorii de programe:

- programe de sistem (sistemul de operare) – colecţie de programe care coordonează activitatea componentelor fizice şi oferă utilizatorului posibilitatea folosirii eficiente a sistemului de calcul, concurând la dezvoltarea programelor de aplicaţie. Software-ul de sistem include:

• Translatoare
• Interpretoare de comenzi
• Editoare de texte şi legături

- programe de aplicaţii – destinate să rezolve probleme specifice unei clase de probleme ale utilizatorilor. Software-ul de aplicaţie include:

• Procesoare de texte
• Programe de calcul tabelar
• Programe pentru bazele de date
• Navigatoare Web
• Instrumente pentru dezvoltare aplicaţii
• Produse pentru editare imagini/video

Sistemul de operare = interfaţă între componenta hardware a unui sistem de calcul şi programele de aplicaţie ale utilizatorului

Funcţiile unui sistem de operare

a) pregătirea şi lansarea în execuţie a programelor de aplicaţie (dezvoltarea interactivă a unui task)
b) alocarea resurselor necesare executării programelor prin identificarea programelor ce se execută, a necesarului de memorie şi a dispozitivelor periferice, identificarea şi protecţia colecţiilor de date
c) gestiunea fişierelor şi directoarelor prin programele utilitare disponibile
d) planificarea execuţiei lucrărilor după anumite criterii (timp de execuţie, priorităţi, tehnica FIFO, LIFO etc.) pentru utilizarea eficientă a UCP în cazul lansării mai multor programe în execuţie
e) coordonarea execuţiei mai multor programe prin urmărirea modului de execuţie a instrucţiunilor programelor, depistarea şi tratarea erorilor, lansarea în execuţie a operaţiilor de intrare/ieşire şi depistarea eventualelor erori
f) asistarea execuţiei programelor de către utilizator prin comunicarea sistem de calcul-utilizator atât la nivel hardware, cât şi la nivel software
g) organizarea şi protejarea datelor în memorie

Organizarea sistemelor de operare

Organizarea unui sistem de operare

- nivelul fizic – apropiat de partea hardware a sistemului de calcul, interacţionează cu aceasta prin intermediul sistemului de întreruperi;
- nivelul logic – apropiat de utilizator, interacţionează cu acesta prin intermediul unor comenzi, limbaje de programe, utilitare etc.

Programele de comandă-control (situate la nivelul fizic) au rolul de coordonare şi control a tuturor funcţiilor sistemului de operare, cum ar fi: procese de intrare/ieşire, execuţia întreruperilor, comunicaţia hardware-utilizator.

Programe de comandă-control

- rutine rezidente – sunt păstrate în memoria internă pe tot parcursul execuţiei de către sistemul de calcul a oricăror programe şi formează nucleul (kernel-ul) sistemului de operare;
- rutine tranziente – rămân în memoria externă cu celelalte componente ale sistemului de operare şi sunt încărcate în memoria internă doar când programele de servicii sau programele de aplicaţii le solicită (prin intermediul nucleului sistemului de operare).

Programe de servicii (prelucrări, situate la nivelul logic) sunt executate sub supravegherea programelor de comandă-control, fiind utilizate de programatori pentru dezvoltarea programelor de aplicaţie.

Programe de servicii

- editoarele de text – componente destinate creării şi modificării programelor sursă. Fişierele, ce conţin caractere în codul ASCII, sunt asimilate unor texte şi vor constitui sursa programelor (scrise în diverse limbaje de programare). Extensii tipice: .pas (Pascal), .c (C), .cpp (C++), .asm (Assembler), .bas (Basic) (PS – Programe Sursă)

- translatoare de limbaje – au rolul de a traduce programele sursă într-o formă binară recunoscută de sistemul de calcul. Programul în formă binară se numeşte programul obiect (extensie .obj) şi conţine instrucţiuni în limbaj maşină ce sunt recunoscute şi executate de sistemul de calcul. Translatoarele de limbaj pot fi:

• compilative PS -> PO (Programe Obiect)
  • asambloare – programe sursă scrise în limbaj de asamblare, specifice oricărui sistem de calcul (masm, tasm);
  • compilatoare – traduc programe sursă scrise în limbaje de programare de nivel înalt (Pascal, C);

• interpretative – după translatarea fiecărei instrucţiuni o şi execută.
  • interpretoare – realizează transformarea în program obiect şi apoi executarea programului (Basic)

- editoarele de legături (link editor) – prelucrează modulele obiect şi le asamblează într-un modul executabil, preluând module obiect din bibliotecile de sistem şi eventual din bibliotecile utilizatorului. Editorul de legături alocă adresele reale de memorie şi construieşte structura pe segmente impusă de sistemul de calcul în vederea execuţiei programelor. (Program Obiect Executabil – POE), extensia .exe, .com.

- încărcătorul (loader) încarcă în memoria internă (RAM) în vederea execuţiei, programele obiect executabile. Dacă lansarea în execuţie se realizează automat după încărcarea programului în memorie, încărcătorul este de tip LOAD and GO.

- depanatoare (debugger) oferă mijloace pentru depanarea şi controlul programului, prin:

• monitorizarea conţinutului variabilelor şi regiştrilor
• inserarea de puncte de suspendare a programului (breakpoints) sau execuţie pas cu pas (Step by step)

- utilitare care sunt destinate să execute anumite funcţii de interes general, prin specificarea unor comenzi localizate fie în interpretorul de comenzi, fie ca fişiere executabile localizate pe suportul de memorie externă.

• gestiunea directoarelor şi a fişierelor (creare, copiere, mutare, ştergere)
• informaţii despre sistemul de calcul, resursele şi componentele utilizate
• sortare, comprimare/decomprimare date
• detecţie şi eliminare viruşi

Sistemul de operare este constituit din trei componente:

- Nucleul (Kernel) include funcţiile de nivel jos care vor fi încărcate în memorie după execuţia procesului de iniţializare a calculatorului. Un exemplu ar fi modulul care realizează controlul fluxului de date între memorie şi unităţile de I/O.

- Interpretorul de comenzi (Shell) asigură interfaţa între utilizator şi calculator

- Sistemul de fişiere (File System) - reprezintă, pe scurt, modalitatea de organizare a fişierelor pe disc.

Există o diversitate de sisteme de fişiere:

• FAT (pentru sistemele de operare DOS/Windows)
• NTFS (pentru sistemele de operare Windows NT, 2000, XP, Vista, 7)
• EXT (Extendend File System), NFS (Network File System), RFS (Remote File Sharing) şi AFS (Andrew File System) pentru sisteme de operare din familia UNIX.

Există două modalităţi prin care utilizatorii pot accesa facilităţile unui sistem de operare:

- linia de comandă

• interpretorul de comenzi
• fişiere de comenzi (denumite shell-script în UNIX sau batch la DOS/Windows – extensia .bat) utilizate de obicei pentru automatizarea unor sarcini uzuale şi pentru administrarea sistemului
• în cazul unui mediu grafic: selecţia/executarea de pe ecran

- apeluri de sistem

• apeluri de funcţii chemate din programe utilizator (folosind API – Application Programming Interface)

Cuprins:

1. Organizarea şi componentele unui sistem de operare
2. Clasificarea sistemelor de operare
3. Sisteme de fişiere
4. Sisteme de operare

Configuraţia sistemului de calcul = mulţimea tuturor componentelor care sunt asamblate si conectate pentru a realiza un sistem de calcul

Configuraţia minimă

Este configuraţia în care un sistem de calcul funcţionează – execută anumite proceduri minimale (de exemplu POST), fără ca utilizatorul să poată interveni sau executa comenzi:
- placă de bază
- microprocesor
- memorie internă
- placă video
- sursă de alimentare

Configuraţia de bază

Reprezintă numărul minim de componente cu care sistemul de calcul să fie operaţional. Cuprinde configuraţia minimă plus următoarele echipamente, necesare desfăşurării unei activităţi tipice, însă cu minime facilităţi:
- unitate de stocare a datelor (magnetică – hard-disk, floppy-disk şi/sau optică – CD-ROM, DVD-ROM, BLU-RAY)
- unităţi periferice de intrare (tastatură, mouse)
- unitate periferică de ieşire (monitor)

Configuraţia extinsă

Configuraţia sistemului de calcul mai poate conţine, în plus faţă de configuraţia de bază, următoarele echipamente care ajută la desfăşurarea unei activităţi optime (particularizată după modul de prelucrare a datelor şi de specificul activităţii – birou, centru de cercetare, centre de calcul, creaţie multimedia, proiectare asistată de calculator etc.):

- alte unităţi de stocare a datelor

• unităţi de bandă magnetică, ZIP drive, JAZ drive
• hard-disk-uri externe
• memorii flash USB, cartele de memorii flash

- alte unităţi periferice sau echipamente de intrare/ieşire

• echipamente multimedia (placă de sunet, tuner TV, cameră Web, boxe)
• dispozitive indicatoare (trackball, touchpad, joystick)
• dispozitive de intrare (scanner, tabletă grafică, placă de achiziţie date)
• dispozitive de ieşire (videoproiector, imprimantă, plotter)

- echipamente periferice de comunicaţie pentru transmiterea datelor la distanţă (prin cablu sau aer):

• fax-modem
• placă reţea
• dispozitive pentru conexiuni wireless (placă reţea wireless, bluetooth, echipamente infraroşu)

PLACA DE BAZĂ (Motherboard)

Componentă folosită pentru interconectarea tuturor subansamblurilor ce compun un sistem de calcul. Oferă suport pentru interconectarea microprocesorului (tip slot sau socket, în funcţie de varianta constructivă a acestuia), a memoriei, plăcilor de extensie (interfeţe ISA, VLB, PCI, AGP, PCI-Express), magistralelor, BIOS-ului şi altor circuite de comandă şi control a întregii activităţi a unui sistem de calcul: porturi (seriale, paralel, USB), conectori pentru alimentarea cu energie electrică, diverse alte tipuri de conectori.

Cele mai moderne versiuni de plăci conţin integrate plăcile video, de sunet şi de reţea.

MICROPROCESOR (CPU)

Este un circuit integrat ce înglobează unitatea aritmetico-logică, unitatea de comandă şi control şi magistralele prin care informaţiile (date, adrese, semnale de control). Este elementul central al unui sistem de calcul şi controlează întreaga activitate a sistemului (prelucrează date, interpretează comenzi, execută transferul de informaţii între diverse elemente componente). O istorie a procesoarelor găsiţi la adresele web www.cpu-collection.de sau www.cpu-world.com

Principalii parametri ai microprocesorului:
- viteza de lucru (frecvenţa) – de ordinul sute MHz – GHz (2 – 3 GHz valori curente)
- număr biţi pentru adrese şi instrucţiuni – 8, 16, 32, 64 biţi
- arhitectura – CISC (Complex Instruction Set Computing), RISC (Reduced Instruction Set Computing)
- tip constructiv: slot (Slot), soclu (Socket)
- număr procesoare înglobate: single-core, dual-core, quad-core, multi-core

MEMORIA INTERNĂ (Memory)

Principalii parametri ai memoriei RAM:
- capacitatea – uzual este de la câteva sute de MB (minim 512 MB, pentru un sistem cu aplicaţii minime) până la 2-4 GB
- timpul de acces (access time) – intervalul de timp dintre solicitarea unei date/informaţii din memorie şi obţinerea ei – este de ordinul zecilor de nanosecunde 50-70 ns pentru DRAM şi 8-12 ns pentru memoriile rapide SRAM)
- rata de transfer – numărul de bytes transferaţi în sau din memorie într-o unitate de timp (de ordinul a mii MB/s)

PLACA VIDEO (Video card)

Componentă ce redă informaţiile pe un dispozitiv de ieşire vizual (monitor, videoproiector). Un procesor specializat dedicat (GPU – Graphics Processing Unit) este destinat efectuării de calcul în virgulă mobilă, fundamentale în grafica 3D. BIOS-ul video conţine programul de bază prin care placa video comunică cu celelalte dispozitive hardware sau cu software-ul instalat.

Principalii parametri ai unei plăci video:
- tipul interfeţei (modul de conectare a plăcii video la placa de bază): ISA (1981, pe 8 sau 16 biţi), EISA (1988), VLB (extensie a ISA pe 32 biţi), PCI (1993), AGP(1997), PCI Express (2004)
- capacitatea memoriei video (cele mai moderne plăci video au între 128 MB şi 1 GB)
- rezoluţia (numărul de pixeli ce puteau fi reprezentaţi) şi adâncimea de culoare (numărul de biţi alocaţi pentru reprezentarea culorii unui singur pixel:  bpp – bit per pixel)

SURSA ALIMENTARE (Power supply unit)

Are rolul de a alimenta toate componentele unui sistem de calcul (placa de bază, dispozitive de stocare magneto-optice).

Există în două formate: AT (Advanced Technology) – anii ’80 şi ATX (Advanced Technology eXtended) – 1995. Diferenţele între cele două formate constau în:
- forma conectorului de alimentare a plăcii de bază (corespunzătoare formatului plăcii de bază – AT sau ATX)
- posibilitatea de a controla software starea de funcţionare a sursei de alimentare

UNITATE HARD-DISK (Hard-Disk Drive)

Este un dispozitiv de stocare nonvolatilă a datelor, format din mai multe platane magnetice aşezate pe acelaşi ax. Un sistem de capete de citire-scriere se deplasează pe suprafaţa acestor platane, mişcarea lor fiind coordonată de un controller.

Principalii parametri ai unui hard-disk:
- capacitatea de stocare – în aceste momente capacitatea uzuală a unui hard-disk este de ordinul sutelor de GB până la 2 TB
- viteza de rotaţie – exprimată în rotaţii/minut, este între 5400 şi 7200 rpm
- rata de transfer (Data Transfer Rate) – în jur de 70 MB/s pentru un hard-disk de 7200 rpm
- timpul de căutare (Seek Time) – tipic în jur de 9 ms
- tipul controllerului – IDE/ATA, SCSI, SATA, USB

UNITATE FLOPPY-DISK (Floppy-Disk Drive)

Tehnologie de stocare a datelor pe mediu magnetic flexibil introdus într-un suport dreptunghiular de plastic. Formatele tipice ale unui floppy-disk au fost de 8 inch (1976 – capacitate 1,2Mb), 5¼ inch (1982 – capacităţi de 360Kb, 1,2Mb) şi de 3½ inch (1987 – capacităţi de 720Kb, 1,44Mb, 2,88Mb). Au existat formatele:
- SS (Single Sided), DS (Double Sided)
- DD (Double Density), HD (High Density)

Performanţe:
- rată de transfer: 125 kbit/s
- timp căutare: sute ms

Din ultima parte a anilor ’90, discurile floppy au fost înlocuite de alte tipuri de medii de stocare, precum memorii flash USB, hard-disk-uri externe, carduri de memorie.

UNITATE OPTICĂ (CD-ROM/DVD-ROM/BLU-RAY Drive)

CD (Compact Disc)

Unităţile optice folosesc un fascicul laser pentru citirea / scrierea datelor de pe / pe un mediu tip CD. Acesta reprezintă un suport format dintr-un strat de plastic policarbonat peste care se aplică un strat subţire de aluminiu ce va reflecta lumina laserului spre o lentilă. Informaţiile sunt organizate sub forma unor piste spiralate (tracks) ce conţin succesiuni de pits (adâncituri în stratul reflexiv) şi lands. La trecerea între cele două zone reflexia laserului va suferi modificări, interpretate ca succesiuni de 0 şi 1.

Deşi destinate iniţial distribuirii exclusive de muzică (Audio CD – 1982), discurile CD pot stoca şi alte tipuri de date, având capacităţile standard de 650 MB (74 minute) sau 700 MB de date (80 minute de informaţii audio necomprimate). Există mai multe formate:
- CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) – disc presat în fabrici pe baza unei matriţe; un CD-ROM poate conţine software (jocuri, multimedia, programe) sau date audio disponibile doar în citire;
- CD-R (Compact Disc-Recordable) – este un mediu ce poate fi scris pe un computer o singură dată (nu neapărat într-o singură sesiune) şi este compatibil cu majoritatea cititoarelor de discuri CD. Face parte din categoria mediilor WORM (Write Once, Read Many)
- CD-RW (Compact Disc ReWritable) – este un format ce poate fi rescris – teoretic de 1000 de ori – însă prezintă câteva dezavantaje, cum ar  fi preţul mare (datorat materialelor speciale conţinute), viteza de scriere mică şi compatibilitatea redusă în comparaţie cu CD-R
- VCD (Video CD) – standard pentru stocarea informaţiilor video pe un CD, putând fi vizionat pe orice DVD player modern, computer sau unele console pentru jocuri video
- PhotoCD – sistem creat de Kodak pentru digitalizarea şi stocarea fotografiilor pe un CD
- CD-i (Compact Disc Interactive) – format folosit pentru jocuri video sau în domeniul educaţional.

Performanţe tipice pentru o unitate CD-ROM (CD-ROM drive):
- interfaţa: IDE, SCSI, S-ATA
- buffer: între 128 KB şi 2MB
- viteze de citire (uzuale): până la 48x – 52x (viteze relative la viteza de rotaţie a unui CD Audio)
- viteze de scriere (uzuale): până la 48x
- viteze de rescriere (uzuale): până la 16x – 24x
- timp de acces: circa 80 ms
- rată transfer: până la 7,8 MB/s (150 KB/s rata de transfer pentru un CD Audio)

Un tip special de unitate a fost Combo Drive, care permitea citirea/scrierea discurilor CD-R(W) şi citirea discurilor DVD.

DVD (Digital Versatile Disc)

Dezvoltat de Sony şi Phillips în 1995, DVD este destinat stocării pe suport optic a datelor sau video. Capacităţile de înregistrare uzuale sunt de 4,7 GB (single-sided, single-layer) şi 8,5 GB (single-sided, double-layer), la aceleaşi dimensiuni fizice ale CD-ului (diametru de 120 mm). Formate DVD existente:
- DVD-ROM (DVD Read Only Memory) – datele pot fi doar citite, nu şi scrise
- DVD-R,  DVD+R (DVD Recordable) – pot fi înregistrate o singură dată
- DVD-RW, DVD+RW (DVD Re-Writable), DVD-RAM (DVD Random Access Memory) – pot fi înregistrate de mai multe ori

Performanţe tipice pentru o unitate DVD-ROM (DVD-ROM drive):
- interfaţa: IDE, S-ATA, USB
- buffer (uzual): 2MB
- viteze de citire (uzuale): CD-R / DVD±R / DVD+RW / DVD+R (DL) / DVD-ROM 40x / 16x / 12x / 12x / 16x
- viteze de scriere (uzuale): DVD+R/ DVD+RW / DVD-R / DVD-RW 24x / 8x / 24x / 6x

BD (Blu-Ray Disc)

Mediu optic folosit în general pentru stocarea informaţiilor video de înaltă definiţie şi a jocurilor video pe console. A apărut în perioada 2002-2004 şi este urmaşul discurilor DVD. Capacitatea de stocare este de 25 GB (single layer) sau 50 GB (pentru discuri dual layer).

TASTATURĂ (Keyboard)

Dispozitiv de introducere a datelor (caractere alfanumerice – litere, cifre, simboluri speciale) şi comenzilor de la utilizator. Evoluţia acestui dispozitiv a optimizat aspecte în ceea ce priveşte:
- numărul tastelor şi funcţiile lor
- ergonomia (amplasarea tastelor în funcţie de utilizarea lor, forma tastelor şi a întregii tastaturi, aspecte referitoare utilizarea tastaturii de către persoanele cu dizabilităţi)
- modul de conectare la sistemul de calcul: cablu, unde radio

Metode alternative de introducere a datelor (caractere alfanumerice, desene, comenzi) sunt:
- stilou digital (Stylus Pen) – dispozitiv cu care se apasă pe ecranele senzitive (Touchscreen) ale unor dispozitive tip tablete grafice (Tablet PC), PDA (Personal Digital Assistant), receptoare GPS (Global Positioning System) etc. Acesta permite de exemplu preluarea scrisului de mână sau a desenelor şi prelucrarea lor digitală.
- tehnologia OCR (Optical Character Recognition) pentru conversia textului tipărit în format electronic, editabil
- recunoaşterea vocală (Speech Recognition) permite transformarea vorbirii în text sau chiar executarea unor comenzi obişnuite (Close, Undo)

MOUSE

Este un dispozitiv de indicare (pointing device) a cărui mişcare plană este transformată în deplasarea unui cursor pe ecranul monitorului, util în interfeţele grafice (GUI – Graphical User Interface) pentru selectarea unor obiecte, executarea unor comenzi, etc., în jocuri sau alte situaţii. Varietatea acestui dispozitiv de intrare se referă la:
- tehnologia folosită: mecanic (“mouse cu bilă” – 1972), mecanic-optic sau optic (cu LED – 1980 sau laser – 1998);
- modul de conectare: cu cablu (prin port serial RS-232, PS/2 sau USB) sau fără cablu (infraroşu – IrDA sau radio – Bluetooth)
- numărul de butoane (1 sau 3 butoane standard + facilităţi adiţionale: scroll wheel / ball, funcţii web, butoane folosite în jocuri etc.)

Alte dispozitive de indicare (pointing device) întâlnite în interacţiunea om – sistem de calcul sunt:
- joystick
- trackball
- pointing stick
- touchpad

MONITOR

Este principalul dispozitiv periferic de ieşire, afişând temporar diverse informaţii solicitate de utilizator, rezultate în urma unor comenzi sau prelucrări de date.

Principalii parametri:
- tehnologia folosită: CRT (Cathode Ray Tube – tehnologie veche, cu tub catodic curbat sau plat “flat screen“) sau TFT-LCD (Thin Film Transistor – Liquid Crystal Display – tehnologie mai nouă, folosită în mod curent)
- dimensiunea ecranului – reprezintă diagonala ecranului (măsurată ca distanţa dintre două colţuri opuse ale ecranului). Nu se ţine însă cont de raportul de aspect al monitorului (şi deci de suprafaţa efectivă de afişare) – la aceeaşi diagonală, un raport 4:3 are o suprafaţă mai mare decât un raport 16:9. Monitoarele în tehnologie CRT aveau raportul de aspect 4:3, iar diagonalele au avut de-a lungul timpului dimensiuni tipice de 14″, 15″, 17″, 19″ sau 21″
- zona vizibilă (Viewable Image Size – VIS) – pentru monitoare CRT este cam cu 1 inch – aproximativ 25mm – mai mică decât suprafaţa fizică a tubului; pentru un monitor LCD zona vizibilă este egală cu suprafaţa fizică
- rezoluţia – numărul de pixeli care compun imaginea pe ecran, exprimat ca produs între numărul de pixeli pe orizontală şi numărul de pixeli pe verticală. Rezoluţia nativă (pentru monitoare LCD) reprezintă rezoluţia la care un monitor a fost proiectat să funcţioneze. Rezoluţii native: 1024×768 (diagonală de 17 inch),  1280×1024 (diagonală de 19 inch), 1600×1200 (diagonală de 20 inch)
- rata de reîmprospătare (Vertical Refresh Rate) – numărul de iluminări ale ecranului într-o secundă, este în strânsă legătură cu timpul de răspuns. Pentru monitoare CRT trebuie crescută valoarea ratei de refresh pentru a se evita fenomenul de flickering (imagine tremurată) ce duce la forţarea ochilor. Valori corecte pentru rata de refresh ar fi: 60-72 Hz (pentru monitoare de 15″), 85 Hz sau mai mult (pentru monitoare cu diagonala mai mare de 17″).

- pentru monitoare TFT-LCD:

• luminozitatea (măsurată în cd/m²) – mărimea intensităţii luminoase produsă de un monitor (valori uzuale 250-350 cd/m²)
• contrast – raportul dintre luminozitatea culorilor alb (cel mai luminos) şi negru (cel mai întunecat) (valori uzuale între 500:1 şi 1000:1)
• timpul de răspuns – timpul (în ms) în care un pixel devine din activ, inactiv, apoi activ din nou (valori tipice 8-16 ms). O unitate de măsură nouă este GTG (“gray-to-gray”) – timpul în care un pixel trece de la o stare arbitrară la alta (valori uzuale 2 – 6 gtg)
• raportul de aspect – raportul între lăţimea şi înălţimea ecranului este standard de 4:3 (la o rezoluţie de 1024 pixeli pe orizontală vor corespunde 768 pixeli pe verticală). Pentru monitoare widescreen raportul de aspect tipic este 16:9, iar rezoluţiile afişate sunt 1024×576, 1280×720, 1366×768, 1600×900 şi 1920×1080.
• unghiul de vizualizare – unghiul maxim la care imaginea de pe ecran se vede fără distorsiuni semnificative (valori între 120°-170°)

ALTE UNITĂŢI DE STOCARE

BANDĂ MAGNETICĂ

Folosite în general pentru stocarea offline a informaţiilor sau realizarea unor copii de siguranţă ale acestora (backup). Au timpi de răspuns foarte mari datorită accesului secvenţial (banda trebuie derulată până se ajunge la locaţia căutată), însă ratele de transfer pentru dispozitivele moderne sunt destul de bune. Modul de prezentare este sub formă de rolă, casetă compactă sau cartuş (cartridge).

DIGITAL DATA STORAGE (DDS)

Creat în 1989 de Sony şi Hewlett Packard, a fost un format pentru stocare pe bandă magnetică bazat pe tehnologia DAT (Digital Audio Tape).

ZIP DRIVE

Unitate de disc magnetic creată de Iomega (1994) cu capacităţi de 100, 250 sau 750 MB, ce folosea tehnologia floppy-disk (disc fin de plastic, flexibil, peste care era aşezat un strat magnetizat). A existat pe mai multe tipuri de interfaţă (IDE/ATAPI, SCSI, port paralel, USB) şi, deşi oferea performanţe superioare unui floppy-disk (rată maximă de transfer 1 MB/s, timp de căutare mediu 28 ms), nu a reuşit să se impună pe piaţă, fiind surclasată de memoriile flash USB.

JAZ DRIVE

Alt tip de unitate magnetică cu capacităţi de 1 GB şi 2 GB, introdusă tot de Iomega în 1995, dar care se baza pe tehnologia hard-disk-ului (platane rigide). Montarea unităţii se făcea pe interfaţa SCSI sau pe portul paralel.

MEMORIE FLASH USB

Este un dispozitiv de stocare a datelor format dintr-o memorie flash (memorie nonvolatilă care poate fi ştearsă şi scrisă cu impulsuri electrice) şi o interfaţă USB (Universal Serial Bus). Primele memorii flash USB au apărut în 2000 şi aveau 8 MB. Avantajele acestei tehnologii constau în:
- sunt detaşabile (pot fi introduse sau scoase fără a fi nevoie de oprirea sistemului)
- pot fi rescrise (până la 1 milion cicluri scriere/ştergere)
- mult mai mici, mai uşoare şi mai comode decât un floppy-disk
- fără părţi în mişcare, permit o stocare a datelor pentru circa 10 ani
- capacităţi de stocare ridicate (până la 256 GB) şi viteze de transfer ridicate (maxim 1,5 MB/s pe interfaţă USB 1.0 şi până la 30 MB/s la citire şi 15 MB/s la scriere pe interfaţă USB 2.0)
- suportate nativ de sistemele de operare moderne (Windows, Mac OS X, Linux), pot fi accesate şi de pe console de jocuri PlayStation 3

CARTELE DE MEMORII FLASH (Flash Cards)

Sunt dispozitive de tip memorie flash solid-state folosite în diferite tipuri de aparate electronice, precum: camere foto, telefoane mobile, playere multimedia, console jocuri video, etc. Sunt disponibile în mai multe formate:
- PC Card (PCMCIA) – anii ’90, folosit ca mod de conectare pentru unele dispozitive (exemplu: modem)
- Compact Flash (CF-I, CF-II) – SanDisk (1994), capacităţi uzuale 1-16 GB
- MultiMediaCard (MMC) – Siemens şi SanDisk (1997) are capacităţi până la 32 GB şi a fost urmat de formatul SD, însă a rămas în continuare valabil, deoarece poate fi accesat de cititoarele SD;
- Secure Digital (SD) – Panasonic, SanDisk, Toshiba (1999) în formatele Standard (max. 2 GB), High-Capacity (4-32 GB), eXtended-Capacity (2009 – până la 2 TB)
- Memory Stick (MS) – Sony (1998) în formatele Duo (MSD), PRO Duo (MSPD), Micro M2 (M2)
- miniSD – SanDisk (2003), capacităţi 16 MB – 8 GB
- microSD – SanDisk (2005), capacităţi 64 MB – 32 GB
- xD-Picture Card (xD) – Olympus şi Fujifilm (2002), capacităţi 16 MB – 512 MB, maxim 2 GB pentru variantele H şi M/M+

Sistemele de calcul permit citirea/scrierea acestor carduri prin intermediul unui dispozitiv special (cititor de card – card reader) care este fie înglobat în sistem, în special la sisteme portabile, fie extern, conectat prin interfaţa USB.

MULTIMEDIA

PLACĂ DE SUNET

Utilizările tipice pentru o placă de sunet sunt atât redarea conţinutului multimedia (fişiere de sunet, fişiere video sau stream-uri multimedia), cât şi captura semnalelor audio şi prelucrarea lor digitală cu programe specializate. Pentru redarea sunetului este nevoie de echipamente periferice de ieşire precum boxe sau o staţie de amplificare, iar pentru înregistrarea sunetului de un microfon sau altă sursă ce se conectează la intrarea plăcii de sunet.

Principalele formate de fişiere audio sunt:
- .wav (Waveform Audio File Format), în general un format de stocare necomprimată a sunetului;
- .mid (Musical Instrument Digital Interface), un standard pentru stocarea sunetelor emise de instrumente muzicale şi comunicarea între computer, sintetizator, placa de sunet şi alte echipamente muzicale;
- .mp3 (MPEG-1 Audio Layer 3), format de stocare audio ce foloseşte un algoritm de comprimare cu pierderi
- .ogg (Xiph.org Foundation), un format liber care foloseşte codec-uri open-source;
- .wma (Microsoft Windows Media Audio);
- .ra (Real Audio).

TUNER TV

Placă de extensie ce permite redarea semnalului TV sau radio FM pe un calculator, majoritatea plăcilor putând fi folosite şi pentru înregistrarea semnalului video. Principalele formate de fişiere în care se pot înregistra secvenţe video sunt:
- .avi (Audio Video Interleave);
- .mpg, .mp4 (Moving Picture Experts Group – MPEG);
- .mov (Apple QuickTime);
- .divx.

WEBCAM

Camera video este un dispozitiv periferic de intrare conectat la un calculator sau într-o reţea pentru redarea imaginilor în mişcare şi eventual captură video folosind software specializat. Aplicaţiile care utilizează acest dispozitiv sunt în videotelefonie (Skype), videoconferinţe, programe de instant messaging sau alte programe care pot captura şi prelucra imaginile obţinute de la o cameră web (supraveghere acces, monitorizare trafic, webcasting – transmisie flux multimedia etc.).

SCANNER

Dispozitiv periferic de intrare ce transformă informaţia tipărită pe un suport analogic (hârtie, film) în format digital. Se pot obţine şi prelucra astfel imagini sau chiar text, prin utilizarea unui program special de recunoaştere a caracterelor (OCR – Optical Character Recognition) care va converti imaginea scanată în text editabil. Programul specializat folosit permite salvarea documentului scanat în diverse formate de tip imagine sau chiar direct în format pdf (Portable Document Format).

Cele mai întâlnite formate de imagini sunt:
- .jpg (Joint Photographic Experts Group) – metodă de compresie cu pierderi pentru imagini; raportul de compresie poate ajunge la 10:1 fără pierderi semnificative de calitate
- .bmp (Bitmap) – este un format necomprimat de imagine întâlnit în special pe sisteme Windows şi OS/2; ocupă un spaţiu semnificativ mai mare decât .jpg, însă poate fi comprimat la rate bune cu algoritmi de compresie fără pierderi tip ZIP datorită informaţiei redundante conţinute;
- .gif (Graphics Interchange Format) – format tip hartă de biţi (bitmap) comprimat cu un algoritm de compresie fără pierderi, foarte portabil şi larg acceptat; a fost introdus în 1987 de CompuServe, permite 8 biţi/pixel (256 culori), suportă transparenţă (fundal invizibil) şi animaţii simple (succesiuni de cadre – “frames“)
- .png (Portable Network Graphics) – format liber (ce nu necesită licenţă), creat ca succesor al formatului .gif

Tipuri de scannere:
- flatbed (cele mai întâlnite, pentru prelucrarea documentelor) – unele modele permit scanarea diapozitivelor sau a negativelor filmelor foto;
- drum scanner (scanner cu tambur, pentru prelucrări profesionale de imagine);
- hand-held (pentru scanarea documentelor sau a obiectelor reale, 3D, cu diverse aplicaţii în medicină, arhitectură, grafică, jocuri, cinematografie etc.);
- cititoare de coduri de bare (tip special de scanner care citeşte informaţia stocată sub formă de coduri de bare).

Parametri:

- modul de conectare a acestor dispozitive la sistemul de calcul:

• interfaţa paralelă
• placă de extensie SCSI (Small Computer System Interface)
• interfaţa USB (cele mai moderne)

- adâncimea de culoare: 24 – 48 biţi (True Color sau superior) în alb-negru, grayscale (tonuri de gri) sau color
- rezoluţia de scanare (ppi – pixel per inch) – parametrul este dat fie ca rezoluţie optică (adevărată), fie ca rezoluţie interpolată (obţinută prin metode software). Valori pentru rezoluţia optică sunt până la 5400 ppi pentru un scanner flatbed şi 12.000 ppi pentru unul cu tambur, iar pentru rezoluţia interpolată până la 19.200 ppi. Rezoluţia de scanare aleasă trebuie corelată cu destinaţia imaginii (cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât detaliile vor fi mai multe, însă dimensiunea fişierului va creşte foarte mult, iar timpul de scanare evident va fi mai mare).
- tehnologia senzorului:

• CCD (Charged-Coupled Device) – cea mai răspândită tehnologie
• CIS (Contact Image Sensor) – folosit în general la echipamente portabile
• fotomultiplicator – la scannerul cu tambur

VIDEOPROIECTOR

Este un dispozitiv extern de afişare a imaginii pe un ecran de proiecţie. Folosind un sistem de lentile şi o sursă de lumină puternică, videoproiectorul este folosit pentru prezentări publice în cadrul unor conferinţe, evenimente, proiecţii multimedia, în procesul educaţional, etc.

Principalele caracteristici:
- rezoluţii de afişare SVGA (800×600 pixeli), XGA (1024×768 pixeli), 720p (1280×720 pixels) şi 1080p (1920×1080 pixeli);
- luminozitate (între 1500 şi 5000 lumeni, aleasă în funcţie de luminozitatea sălii, mai mică pentru ambianţă întunecoasă şi mai mare pentru funcţionare într-un mediu luminos);
- contrast (pentru un alb cât mai luminos şi un negru cât mai întunecat, rata de contrast ar trebui să aibă valori de 2000:1 sau superioare);
- tehnologia de proiecţie: principalele tehnologii sunt CRT (Cathode Ray Tube – învechită), LCD (Liquid Crystal Display – uzuală în aceste momente), DLP (Digital Light Processing – folosită în proiecţii cinematografice digitale);
- durata de funcţionare a lămpii (situată între 2000 – 4000 ore).

IMPRIMANTĂ

Echipament periferic de ieşire folosit pentru tipărirea conţinutului unui fişier (text, imagine, document) pe un suport fizic (hârtie, film, folie transparentă, carton).

Principalele tipuri de imprimante sunt:
- matriciale (cu impact) – capul de scriere loveşte pe o bandă îmbibată cu cerneală prin intermediul unui sistem de ace (9 sau 24 ace), formând pe hârtie caracterele sau imaginile printr-o mulţime de puncte (dot matrix). Caracteristici: zgomotoase, lente, cu rezoluţie scăzută.
- jet de cerneală (inkjet) – cel mai întâlnit tip de imprimantă pentru utilizatorii casnici se bazează pe formarea unor picături de cerneală (dots) de dimensiuni foarte mici şi aruncarea lor cu precizie pe foaia de hârtie. Permit şi tipărirea color. Formarea picăturilor se face prin tehnologia bubble-jet (Canon, HP, Lexmark) sau piezo-electric (Epson). Avantaje faţă de imprimantele matriciale: calitate superioară a tipăririi (până la calitate fotografică); preţ/copie mai mic; mai rapide şi mai silenţioase. Dezavantaje: costul relativ ridicat al unui cartuş de cerneală.
- laser – funcţionarea este bazată pe principiul xerografic. Un procesor de imagine (RIP – Raster Image Processor), conţinut în imprimantă, realizează în memoria acesteia o imagine a paginii de tipărit folosind un limbaj special (PS – Adobe PostScript sau PCL – HP Printer Command Language). Pe un tambur încărcat electrostatic se transferă folosind lumina laser imaginea paginii de tipărit; imaginea este realizată cu ajutorul unei pudre formată din particule foarte fine de polimer (denumită toner). La trecerea printr-un cuptor, pulberea este presată şi lipită de hârtie. Tehnologia laser oferă numeroase avantaje, iar imprimantele cu această tehnologie, deşi mai scumpe, sunt acum accesibile şi utilizatorilor casnici, oferind cel mai mic preţ/copie. Tipărirea laser se poate face şi color, modelul folosit fiind CMYK (de la numele celor 4 culori de bază folosite, Cyan, Magenta, Yellow şi K – key Black).

O categorie specială o constituie echipamentele all-in-one (AIO sau MFP – Multifunction Printers), ce înglobează funcţiile principalelor dispozitive utilizate într-un birou: imprimantă, scanner, fax, telefon.

Performanţe:

- rezoluţia (dpi – dots per inch) este numărul de puncte ce pot fi tipărite pe o unitate de lungime 1 inch (2,54 cm). Are valori de 60-90 dpi (matriciale), 300-600 dpi (jet cerneală) şi 600-1800 dpi (laser).
- viteza de tipărire (ppm – pages per minute): circa 16 ppm pentru imagini monocrom;
- memoria: bufferul de memorie este folosit de driverul imprimantei ca interfaţă între computer şi imprimantă, stocând pentru imprimantele laser imaginea (bitmap) paginii ce urmează a fi tipărită. Pentru acest tip de imprimantă, memoria tipică de 8 MB poate ajunge şi la 16 MB (este necesar minim 1 MB pentru a stoca imaginea unei pagini monocrom la 300 dpi).
- conectarea imprimantei la sistemul de calcul: se poate face prin interfaţa paralelă, USB sau direct în reţeaua locală, dacă imprimanta este dotată cu placă de reţea.

PLOTTER

Este un echipament periferic destinat tipăririi pe hârtie de mari dimensiuni, la o calitate ridicată. În general sunt tipărite fişiere grafice de tip vectorial cu multiple detalii (scheme tehnice), realizate cu programe tip CAD (Computer-Aided Design). Modelele iniţiale aveau un sistem de peniţe şi rezervoare cu cerneală de culori diferite. Tehnologia curentă în plottere este cea cu jet de cerneală (InkJet). Odată cu apariţia unor modele de imprimante de dimensiuni mari (A1), plotterele au fost înglobate în categoria imprimantelor.

Performanţe:
- format hârtie: până la A0;
- rezoluţia de tipărire: până la 2400 x 2400 dpi;
- memorie: 64 MB – sute MB;
- interfaţă: paralelă, USB, reţea;
- viteza de tipărire: în funcţie de calitatea tipăririi şi dimensiunile paginii, este de ordinul minutelor (de la 3-4 minute spre 11-15 minute / pagină).

ECHIPAMENTE DE COMUNICAŢII

FAX-MODEM

Modemul (Modulator-demodulator) permite conexiunea între 2 sisteme de calcul printr-un mediu analogic. Modemul modulează un semnal analogic în format digital, respectiv demodulează un semnal digital în format analogic, astfel încât informaţia codată digital să poată fi transportată pe liniile analogice şi refăcută la destinaţie.

Constructiv, un modem poate fi:
- placă de extensie (internă) pe magistralele ISA/PCI;
- placă PCMCIA (pentru sisteme portabile);
- dispozitiv extern, conectat la un port serial al calculatorului sau interfaţa USB.

Clasificarea modem-urilor se face în funcţie de:
- cantitatea de informaţie transmisă (exprimată în bps – bit/s sau baud – Bd – de câte ori pe secundă modemul schimbă starea semnalului) – valori standard pentru modemuri dial-up sunt 9600 bit/s, 14,4, 33,6 sau 56 kbit/s;
- după mediul de propagare a informaţiei: pe linii telefonice (dial-up sau DSL – Digital Subscriber Line), pe cablu coaxial (CATV), unde radio (WiFi, GSM) sau fibră optică.

În general modem-urile moderne pot fi folosite şi pentru transmiterea documentelor ca fax (fax-modem).

PLACĂ REŢEA

Denumită şi Network Interface Card sau Network Adapter, placa de reţea permite conectarea sistemului de calcul la o reţea locală LAN (Local Area Network).

Caracteristici:

- mod de conectare la placa de bază:

• ca placă de extensie (pe magistrale ISA, PCI, PCI-E);
• integrată pe placa de bază (on-board);
• pe interfaţa USB.

- viteze de transfer tipice: 10 Mbit/s, 100 Mbit/s sau 1000 Mbit/s
- tip conector (în funcţie de mediul fizic de transmisie): conector RJ-45 (cablu cupru torsadat), conector BNC T (cablu coaxial subţire), echipament wireless etc.

REŢELE DE CALCULATOARE

Adresa MAC (Media Access Control) este un număr pe 48 de biţi ce identifică în mod unic o placă de reţea.
Adresa IP reprezintă identitatea unică a unui calculator gazdă (host) pentru a putea accesa fie o reţea locală, fie reţeaua mondială Internet. Adresa IP (Internet Protocol) este formată din 32 de biţi (4 octeţi) pentru adrese IPv4, iar exprimarea uzuală este sub forma unui grup de patru numere zecimale a câte 3 cifre, separate de caracterul punct ‘.’. Exemplu: 192.168.0.1

Reţeaua de calculatoare (Network) este o colecţie de calculatoare interconectate, cu capacitatea de comunica între ele. Principalele avantaje:
- partajarea accesului utilizatorilor (sharing) la diverse resurse puse în comun: fie hardware (unităţi magneto-optice, imprimante, scannere, camere web), fie software (fişiere de date, programe sau servicii – tipărire, partajarea conexiunii la Internet), indiferent de locul în care sunt stocate acestea (în cadrul reţelei);
- posibilitatea de inter-comunicare şi schimb de date.

O reţea este o combinaţie de elemente hardware şi software:
- hardware:

• sisteme de calcul (fixe – PC, Workstation sau mobile – laptop, smartphone, etc);
• adaptoare de reţea (Network Adapter);
• mediul fizic prin care se face comunicaţia: cablu (“wired”) sau aer (unde radio, “wireless”)
• alte echipamente de interconectare (repetoare, hub-uri, switch-uri)

- software:

• protocoale de comunicaţie – de obicei suita TCP/IP formată din cele două protocoale importante, TCP (Transmission Control Protocol) şi IP (Internet Protocol)
• programe pentru operarea sau managementul reţelei

Sistem de calcul = colecţie de resurse hardware şi software care interacţionează între ele în vederea satisfacerii cerinţelor utilizatorilor.

Hardware – totalitatea elementelor fizice (componente electronice şi mecanice) dintr-un sistem de calcul, cu rolul de a primi, prelucra, memora şi reda datele

Software – totalitatea programelor (sistemul de operare şi programe utilitare) care rulează pe un sistem de  calcul şi asigură îi funcţionalitatea

Componentele hardware şi software permit interacţiunea utilizatorului cu resursele sistemului – sistemul de fişiere, echipamente periferice etc.

Arhitectura unui sistem de calcul

UNITATEA CENTRALĂ (CENTRAL UNIT – CU)

Este formată din Unitatea centrală de prelucrare (CPU) şi Memorie (MEM).

UNITATEA CENTRALĂ DE PRELUCRARE (CENTRAL PROCESS UNIT – CPU) sau procesorul central este format din:

- ALU (ARITHMETIC LOGIC UNIT) = Unitatea Aritmetico-Logică – execută operaţiile aritmetice şi logice cu date care îi sunt furnizate din memorie, loc în care va depune şi rezultatul operaţiilor după execuţia acestora

- CCU (COMMAND&CONTROL UNIT) = Unitatea de Comandă şi Control – primeşte instrucţiunile de la memorie, le interpretează şi, corespunzător interpretării acestora, emite comenzi către ALU, MEM, respectiv comenzi de transfer către dispozitivele de intrare/ieşire (INPUT/OUTPUT) prin intermediul canalelor de comunicaţie (I/O CHANNELS)

MEMORIA (MEMORY – MEM) – memoria centrală (internă) este destinată păstrării programelor şi datelor în curs de prelucrare, în locaţii identificate prin adrese.

Informaţiile vehiculate în sistemul de calcul se împart în 3 categorii:
- date care trebuie prelucrate;
- instrucţiuni care indică prelucrările ce trebuie efectuate asupra datelor – adunare, scădere, comparare etc.;
- adrese care permit localizarea diferitelor date şi instrucţiuni.

Se pot identifica mai multe niveluri de stocare a datelor:

• nivelul primar, format din:
  - memoria centrală, de tip RAM
  - regiştrii procesorului
  - memoria cache

• nivelul secundar, format din dispozitivele de stocare masivă (hard-disk)
• nivelul stocării offline, format din dispozitive de stocare tip CD-RW sau DVD-RW
• nivelul stocării pe dispozitive detaşabile (exemplu: memorii flash
  

  Niveluri de stocare a datelor

La începuturile erei sistemelor de calcul, din punct de vedere constructiv memoria a existat sub mai multe forme: linii de întârziere (delay lines – anii ’40), tuburi catodice vidate (Williams tube – 1946-1947) sau memorii cu miez magnetic (drum memory – 1950-1960). Inventarea tranzistorului a dus la apariţia (spre sfârşitul anilor ’60 – începutul anilor ’70) a unui nou mod de stocare a datelor, circuitele RAM (Random-Access Memory).

Din punctul de vedere al păstrării informaţiei când nu este alimentată electric, memoria unui sistem de calcul se împarte în:
- memorie volatilă (memoria RAM, regiştrii, memoria cache)
- memorie nonvolatilă (memorii ROM, flash, memorii externe – magnetice, optice, hârtie)

Memoria volatilă are nevoie de o sursă de alimentare pentru a stoca informaţia; în cazul întreruperii acestei alimentări, memoria îşi pierde datele stocate. Tehnologiile curente în domeniul memoriilor volatile sunt:
- SRAM (Static RAM) – păstrează o anumită remanenţă a datelor şi nu necesită un semnal de refresh periodic (ca la DRAM), însă este tot un tip de memorie volatilă. Fiecare bit este stocat în circuite bistabile de tip latch (au 2 stări stabile, deci pot stoca 1 bit).

- DRAM (Dynamic RAM) – fiecare bit este stocat într-un tranzistor şi un condensator, a cărui descărcare ar duce la pierderea instantanee a informaţiei (de aceea este nevoie de un refresh periodic, de unde şi numele atribuit acestui tip de memorie – “dinamică”). Avantaj: structura simplă permite o densitate mare de componente (capacitate ridicată), spre deosebire de SRAM (unde sunt necesare câte 6 tranzistoare pentru fiecare bit stocat). Circuitele de memorie DRAM sunt realizate ca circuite integrate, fie individuale, aşa cum au fost la începuturi – circuit tip DIP (Dual in-line Package), fie asamblate sub forma unor module care se pot introduce uşor în sloturile corespunzătoare. Din punct de vedere constructiv (număr de pini, format), modulele de memorie DRAM se clasifică în:

• SIMM (Single in-line Memory Module) – format folosit din 1983 până spre sfârşitul anilor ’90. Modulele SIMM au înlocuit vechiul format SIPP (Single Inline Pin Package) care avea dezavantajul că cei 30 de pini de conexiune erau foarte fragili. Pinii au fost înlocuiţi cu plăcuţe de contact, primele versiuni de memorii SIMM pe 9 biţi (8 biţi de date + 1 bit de paritate) fiind folosite în sisteme 286, 386 şi 486. Următoarea versiune de SIMM a avut 72 pini şi lucra pe 32 biţi sau 36 biţi la varianta cu bit de paritate; acestea au fost folosite pe sisteme Pentium şi Pentium II.

• DIMM (Dual in-line Memory Module) – reprezintă o serie de module de memorie DRAM ce au început să acapareze piaţa odată cu impunerea procesoarelor Pentium. Diferenţa constructivă între DIMM şi SIMM este că, deşi amândouă au contacte pe ambele feţe, la SIMM aceste contacte sunt redundante, în timp ce la DIMM sunt diferite. Cele mai întâlnite tipuri de memorii DIMM sunt:
  • SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)
  • DDR SDRAM (Double Data Rate sau DDR1)
  • DDR2
  • DDR3
  • DDR4 (lansare în 2011)
  • SO-DIMM (Small Outline Dual in-line Memory Module) – folosite acolo unde spaţiul restrâns o impune – sisteme portabile, imprimante, routere. Au 72, 100, 144, 200 sau 204 pini şi sunt comparabile cu memoriile SDRAM (ambele tipuri suportă transferul datelor pe 64 biţi).

O altă categorie de memorie DRAM o reprezintă memoria video destinată afişării informaţiei pe un dispozitiv de ieşire vizual (monitor, videoproiector). Modulele de memorie video se află pe placa video, alături de alte circuite precum BIOS-ul video sau procesorul grafic şi sunt bazate pe tehnologia de viteză ridicată DDR (tip DDR2, GDDR3, GDDR4 şi GDDR5).

Regiştrii procesorului – sunt înglobaţi în interiorul procesorului şi se numără printre cele mai rapide tipuri de memorie. Instrucţiunile procesorului comandă unitatea ALU să efectueze diferite operaţii asupra datelor prin intermediul acestor regiştri. Fiecare registru stochează datele sub formă de cuvinte (words) pe 32 sau 64 biţi.

Memoria cache – memorie SRAM rapidă plasată între procesor şi memoria DRAM, în care un controller are rolul de a stoca, prin anticipare, date sau instrucţiuni necesare procesorului. Memoria cache este mult mai lentă decât regiştrii CPU, însă mult mai rapidă decât memoria DRAM. Din punct de vedere al capacităţii de stocare, memoria cache este mult mai mică decât memoria de lucru, însă viteza sa permite servirea rapidă a regiştrilor cu datele necesare (de obicei datele cele mai utilizate sunt duplicate în memoria cache).

Memoria nonvolatilă este memoria ce nu-şi pierde conţinutul la întreruperea alimentării cu energie electrică. Aceste memorii pot fi accesate:
-  electric (memoriile ROM, memorii externe flash);
- mecanic (mediile de stocare magneto-optice).

Memoriile ROM (Read-Only Memory) sunt circuite integrate care stochează programele necesare funcţionării sistemului de calcul, cu utilizare generală şi frecvenţă ridicată. Au viteză de lucru scăzută şi în general pot fi doar citite (“read-only“), însă unele din aceste memorii pot fi şi rescrise prin procedee specifice. Tipuri: PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically EPROM).

ROM-BIOS (ROM – Basic Input Output System) conţine programe de sistem esenţiale în funcţionarea unui sistem de calcul, organizate într-o mică bibliotecă de funcţii de intrare/ieşire. Acestea asigură auto-testarea componentelor hardware, iniţializarea lor şi comunicaţia între ele şi asigură încărcarea sistemului de operare de pe un suport de stocare (magnetic, optic) sau din reţea. Ulterior secvenţei POST (Power-On Self Test) controlul este predat sistemului de operare care va oferi utilizatorului interfaţa pentru comenzi.

Memoria CMOS RAM este o mică memorie (512 bytes) în care se stochează informaţii şi parametri ai sistemului de calcul (ceas, setări ale componentelor hardware, parole, etc.). Tradiţional era o memorie SRAM de tip CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) alimentată separat printr-o baterie, însă acum aceste informaţii se păstrează într-o memorie EEPROM sau flash (NVRAM – Non-Volatile Random Access Memory), doar ceasul sistemului fiind menţinut prin acea baterie.

În afara mediilor de stocare magneto-optice (ce vor fi prezentate mai jos), un tip neconvenţional de memorie (dar vechi şi ieşit din uz) îl reprezintă hârtia sub formă de:
- benzi perforate;
- cartele perforate.

ECHIPAMENTE PERIFERICE (PERIPHERALS)

INPUT DEVICE = dispozitiv periferic de intrare, echipament cu rolul de introducere (citire) a datelor în vederea prelucrării; exemple: tastatură, mouse, scaner, tablete grafice etc.

OUTPUT DEVICE = dispozitiv periferic de ieşire, echipament cu rol de redare a rezultatelor prelucrării; exemple: monitor, videoproiector, imprimantă, plotter, boxe etc.

CANALE DE COMUNICAŢIE (CHANNELS)

I/O CHANNELS = canale de intrare/ieşire, dirijează fluxul de informaţii ce se transferă de la INPUT DEVICE, respectiv către OUTPUT DEVICE

Cuprins:

1. Arhitectura unui sistem de calcul
2. Configuraţia hardware a unui sistem de calcul